专利名称：耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法。
背景技术：
聚碳酸酯(PC)作为一种性能良好，用途广泛的工程塑料，也存在一些缺陷，如加工性能较差，易应力开裂，缺口冲击和低温韧性差等，而且价格较高。通过对PC的共混改性可以达到改善性能，降低成本的目的。目前PC共混物专利及文献报道较多，并有多种合金开发成功并实现工业化生产。例如美国专利USP6166133、USP5384353、USP5223573报道了PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的共混物，USP6197873、USP6043322等专利报道了PC与聚酯共混物，除此以外还有聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯(PC/PMMA)、聚碳酸酯/热塑性聚氨酯(PC/TPU)等PC共混物。PC与聚乙烯(PE)(日本专利特开昭40-13663)和聚丙烯(PP)(USP4568723)共混物也有文献和专利报道。美国专利USP5021504报道了聚烯烃弹性体在PC合金中的应用，将聚烯烃的马来酸酐接枝共聚物用来改善PC与其它聚合物的相容性，不能够充分发挥聚烯烃弹性体对PC的改性作用。
发明内容
本发明的目的在于以PC和聚烯烃弹性体为基础材料制备一种具有优良低温性能，其它综合性能良好的共混材料。
本发明的耐低温聚碳酸酯共混材料制备方法是当选择聚烯烃接枝共聚物作为增容剂时，首先制备聚烯烃弹性体接枝共聚物，然后将聚烯烃弹性体及其接枝共聚物按一定比例关系与PC进行共混；当选择离子聚合物作为相容剂时，首先将离子聚合物与聚烯烃弹性体进行按一定比例进行共混，然后将所得混合物再与PC共混。
本发明利用聚烯烃弹性体与PC共混，可获得良好的改性效果。聚烯烃弹性体接枝马来酸酐、丙烯酸或丙烯酸酯类单体后，增大了聚烯烃弹性体分子的极性，在与PC进行共混的时候，共混物中的两相界面得到改善，离子聚合物同样可改善聚烯烃弹性体与PC之间的相容性。聚烯烃弹性体接枝共聚物具有极低的玻璃化转变温度，因此在较低的温度下，共混物中的聚烯烃弹性体接枝共聚物仍保持良好的形变和运动能力，仍然能够对PC基体引发大量的银纹和剪切带，从而提高共混物的低温韧性。
本发明使用的聚碳酸酯包括脂肪族聚碳酸酯、脂肪-芳香族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯。其中以双酚A型聚碳酸酯为主，分子量为26000～42000，在共混材料中的用量为80％～98％(重量百分比)。
本发明使用的聚烯烃弹性体是乙烯与高级α-烯烃共聚物，高级α-烯烃为碳原子数为4～10的α-烯烃，在与乙烯共聚物中的含量为5％～50％，在共混材料中的用量为2％～20％(重量百分比)。
本发明使用的聚烯烃弹性体接枝共聚物是聚烯烃弹性体与马来酸酐、丙烯酸和丙烯酸脂类接枝单体的共聚物，聚烯烃弹性体接枝共聚物中马来酸酐、丙烯酸和丙烯酸脂类等接枝单体的接枝率为0.1％～3％，最佳接枝率为0.3％～0.8％，在共混材料中的用量为0％～10％(重量百分比)。
本发明使用的离子聚合物是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物中引入金属离子(包括Na、Zn、K、Mg离子)进行交联的产品，在共混材料中使用量为0％～3％(重量百分比)。
本发明耐低温共混材料的生产设备为双螺杆挤出机，加工温度范围为230℃～270℃，螺杆转速为160～240r/min。
本发明制备的共混材料具有优良的低温冲击性能，并改善了PC缺口敏感性、耐化学药品和耐沸水的性能等。本发明所得到的PC共混材料其他机械性能优良，生产工艺简单，具有广阔的应用和工业化前景。
具体实施例方式下面的实施例是对本发明的进一步说明，不限制本发明的范围。
实施例1-5 PC/聚烯烃弹性体二元共混材料将PC在120℃下干燥10小时，然后与聚烯烃弹性体按例1-5的比例关系在双螺杆挤出机中熔融挤出，冷却，切粒，加工温度范围为230℃～270℃，螺杆转速为160～240r/min。然后将共混物的粒子在100℃下干燥10小时，注射成型测试样条。注射最高温度为260℃。冲击测试样条尺寸为63mm×6.4mm×12.66mm，注射样条在室温下停放24小时。然后在冲击样条的一侧机械加工V型缺口，缺口深度2.66mm，缺口底部半径0.25mm。测试方式按照ASTM256进行选择温度为23℃和-30℃，悬臂梁缺口冲击方式，冲击速度3.5m/s。拉伸强度的测量按照ASTM D638进行测试。测试结果如下表所示。
实施例6-10 PC/聚烯烃弹性体/离子聚合物三元共混材料将离子聚合物按一定比例关系，与聚烯烃弹性体首先在双螺杆挤出机中熔融挤出造粒。挤出机温度设置为140℃～180℃。将弹性体与离子聚合物共混物粒在70℃干燥5小时后，按照例1-5的挤出和注射工艺条件，制备测试样条。聚碳酸酯与聚烯烃弹性体的重量比为80/20。分别按照ASTMD638、ASTMD256、ASTMD790测试拉伸性能、冲击性能和弯曲性能。测试结果如下表所示。
权利要求
1.耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法，其特征是当选择聚烯烃接枝共聚物作为增容剂时，首先制备聚烯烃弹性体接枝共聚物，然后将聚烯烃弹性体及其接枝共聚物按一定比例关系与PC进行共混；当选择离子聚合物作为相容剂时，首先将离子聚合物与聚烯烃弹性体进行按一定比例进行共混，然后将所得混合物再与PC共混。
2.根据权利要求1所述的耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法，其特征是聚碳酸酯包括脂肪族聚碳酸酯、脂肪-芳香族聚碳酸酯和芳香族聚碳酸酯。其中以双酚A型聚碳酸酯为主，分子量为26000～42000，在共混材料中的用量为80％～98％(重量百分比)。
3.根据权利要求1所述的耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法，其特征是聚烯烃弹性体是乙烯与高级α-烯烃共聚物，高级α-烯烃为碳原子数为4～10的α-烯烃，在与乙烯共聚物中的含量为5％～50％，在共混材料中的用量为2％～20％(重量百分比)。
4.根据权利要求1所述的耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法，其特征是聚烯烃弹性体接枝共聚物是聚烯烃弹性体与马来酸酐、丙烯酸和丙烯酸脂类接枝单体的共聚物，聚烯烃弹性体接枝共聚物中马来酸酐、丙烯酸和丙烯酸脂类等接枝单体的接枝率为0.1％～3％，最佳接枝率为0.3％～0.8％，在共混材料中的用量为0％～10％(重量百分比)。
5.根据权利要求1所述的耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法，其特征是离子聚合物是乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸共聚物中引入金属离子(包括Na、Zn、K、Mg离子)进行交联的产品，在共混材料中使用量为0％～3％(重量百分比)。
6.根据权利要求1所述的耐低温聚碳酸酯共混材料的制备方法，其特征是生产设备为双螺杆挤出机，加工温度范围为230℃～270℃，螺杆转速为160～240r/min。
全文摘要
本发明提供一种新的耐低温聚碳酸酯(PC)共混材料的制备方法。它以聚碳酸酯和聚烯烃弹性体为基础材料,再加入聚烯烃弹性体接枝共聚物和离子聚合物增容剂,在双螺杆挤出机中进行熔融加工制成。耐低温聚碳酸酯共混材料具有优良的低温冲击性能,并改善了PC缺口敏感性、耐化学药品和耐沸水的性能等。本发明所得到的PC共混材料的机械性能优良,生产工艺简单,具有广阔的应用和工业化前景。
文档编号C08L69/00GK1388178SQ0211191
公开日2003年1月1日 申请日期2002年6月3日 优先权日2002年6月3日
发明者李超勤, 张勇, 张隐西, 章长明, 李明, 黄风华 申请人:上海交通大学